На нашем интернет портале море информации по пищевой
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
» » Классификация исполнительных механизмов пищевых автоматов

Классификация исполнительных механизмов пищевых автоматов

пищевая машинаВ машинах пищевой промышленности применяются самые разнообразные механизмы. При проектировании новой автоматической машины конструктор должен выбрать наиболее рациональные типы и схемы механизмов для осуществления заданных операций и рассчитать размеры их звеньев применительно к конкретной задаче. Эта начальная стадия проектирования является наиболее трудной, особенно когда конструктор не имеет прототипа проектируемой машины. Необходимо прежде всего ознакомиться с тем, что уже имеется в технике по данному вопросу.
Большую пользу для конструкторов может принести справочник «Элементы механизмов», составленный Н. С. Кожевниковым, Я. И. Есипенко, Я. М. Раскиным, книга Джонса и Хортона «Механизмы автоматического действия». Наиболее капитальным является четырехтомное пособие — справочник «Механизмы» акад. И. И. Артоболевского, в котором даны схемы более четырех тысяч механизмов. И. И. Артоболевский классифицирует механизмы по двум признакам: структурно-конструктивному и функциональному.
Исходя из структурно-конструктивного признака, Артоболевский делит механизмы на следующие группы: рычажные (Р), зубчатые (3), фрикционные (Ф), кулачковые (К), с гибкими звеньями (Г), прочие жесткозвенные (П), с гидравлическими и пневматическими связями (ГД), с электрическими связями (Эл), с электрогидравлическими связями (ЭГ).
Каждая из этих групп делится на подгруппы. Например, рычажные механизмы могут быть шарнирно-рычажными (ШР), кулисно-рычажными (КР), кривошипно-ползунными (КП), рычажно-кулачковыми (РК), рычажно-зубчатыми (РЗ), рычажнохраповыми (РХ), с гибким звеном (РГ), с упругим звеном (РУ), рычажно-клиновыми (РКл), винторычажными (ВР). Зубчатые механизмы могут быть простыми, червячными, цевочно-зубчатыми, реечными и т. д.
По функциональному признаку, т. е. по целевому назначению, И. И. Артоболевский делит рассматриваемые им механизмы на 43 группы. Однако существует слишком большое количество областей техники самого разнообразного характера, чтобы можно было охватить все возможные целевые назначения механизмов. Поэтому нам кажется, что классификация механизмов по функциональному признаку должна строиться в отраслевом разрезе. Только в этом случае она сможет облегчить практическую работу конструктора.
Хотя конструкции механизмов крайне многочисленны, тем не менее оказывается, что в расчетах автоматов основную роль играет тип укрепленного на распределительно-управляющем валу ведущего звена исполнительного механизма и первой присоединенной к нему структурной группы. Совокупность ведущего звена и первой структурной группы составляет основу всего механизма и называется поэтому базовым механизмом. При бесконечном разнообразии многозвенных исполнительных механизмов число базовых механизмов сравнительно невелико.
Вторая часть исполнительного механизма является непосредственно осуществляющей технологическую функцию с помощью рабочего органа, являющегося конечным звеном исполнительного механизма.
Присоединением к базовым механизмам добавочных звеньев или их комбинированием можно образовать множество целевых механизмов. Один и тот же базовый механизм, например кулачковый, может приводить в действие самые разнообразные целевые механизмы, например дозатор, завертыватель, манипулятор и т. д. С другой стороны, один и тот же целевой механизм, например дозатор, может приводиться в действие разными базовыми механизмами, не только кулачковыми, но и кривошипно-ползунными, зубчатыми, гидравлическими и т. д.
Сказанное в полной мере относится и к устройствам, которые являются элементами автоматов, но которые нельзя назвать механизмами в узком значении этого слова — вибробункер, неподвижная направляющая ориентатора, элементы гидро- или пневмосхемы и т. д.
Базовые механизмы рассматриваются во втором разделе книги, целевые — в третьем. Все применяемые механизмы описать невозможно. Поэтому приводятся описания только некоторых механизмов, наиболее широко применяемых в пищевой и смежных с ней отраслях промышленности и связанных в основном с автоматическим питанием машин штучной продукции и заключительными операциями. Выбраны эти механизмы потому, что осуществляемые ими операции являются общими для ряда отраслей, а кроме того, автоматизация именно этих операций делает машину автоматом. Исполнительные же механизмы других, в том числе основных технологических операций, носят, как правило, более узкий отраслевой характер и могут рассматриваться вне связи с тем, являются ли они узлами автоматических или простых машин.
Основное значение в пищевых машинах-автоматах до настоявшего времени имеют жесткозвенные базовые механизмы, но все больше применяются и механизмы с гибкими звеньями, а также 'гидравлические, пневматические и электромагнитные.
В задачу жесткозвенных базовых механизмов входит обычно превращение наиболее простого и практически удобного равномерно-вращательного движения распределительно-управляющего вала (РУВ) машины в движение, необходимое для непосредственного привода циклических рабочих органов (ЦРО). В некоторых случаях, наоборот, возвратно-поступательное или качательное движение преобразуется во вращательное (педальный привод, гидроцилиндр, поршневые двигатели).
Большинство рабочих органов пищевых автоматов совершает простые или сложные плоские движения по заданным траекториям, непрерывные или с остановками, с постоянной или переменной скоростью. Для превращения равномерно-вращательного движения в такое же движение с иной угловой скоростью используют зубчатые и фрикционные механизмы. Неравномерно-вращательное движение получают с помощью эллиптических зубчатых или специальных рычажно-зубчатых механизмов с переменным передаточным отношением. Сложное планетарное движение получают с помощью планетарных механизмов.
Для получения возвратно-поступательного движения при условии передачи больших усилий применяют реечные и шарнирные механизмы с поступательной парой (кривошипно-ползунные). Различают центральные кривошипно-ползунные механизмы, для которых интервалы рабочего и холостого ходов равны tp = tx, и внецентренные (дезаксиальные), для которых tp не равен  tx. При не слишком больших усилиях для той же цели могут быть применены механизмы с гибкими звеньями.
Для получения возвратно-качательного движения без остановки применяют шарнирные четырехзвенники (кривошипно-коромысловые механизмы). В центральных механизмах подобного вида tp = tx, во внецентренных tp может достигать значения 1,2tx. В случае необходимости значительно увеличить время рабочего хода по сравнению с холостым ходом (до tp = 1,6(x) применяют кривошипно-кулисные механизмы различных разновидностей.
Чтобы получить возвратно-качательное движение с остановками, можно применять многозвенные, например шестизвенные рычажно-шарнирные механизмы, методы синтеза которых за последнее время получили большое развитие.
Для получения вращательного движения с остановками служат храповые, цевочные, мальтийские, неполнозубые шестеренчатые и звездчатые механизмы.
Наиболее широко в пищевых автоматах распространены в настоящее время кулачковые механизмы с дисковыми и цилиндрическими кулачками, с силовым или геометрическим замыканием, а также эксцентрики.
Основное достоинство кулачковых механизмов заключается в том, что они дают возможность наиболее просто осуществить преобразование равномерного вращательного или прямолинейного движения в возвратно-поступательное или качательное движение ведомого звена с самыми различными скоростями и ускорениями. Присоединением к толкателю дополнительных звеньев можно получить практически любые желаемые законы движения рабочих органов. Интервалы цикла, а также характер изменения скоростей и ускорений толкателя зависят от профиля кулачка. Смена кулачков на валу проста, а габариты их незначительны. Синтез кулачковых механизмов достаточно хорошо разработан. Согласование работы отдельных механизмов осуществляется просто, путем установки кулачков на РУВ под определенными углами относительно друг друга.
Недостатки кулачковых механизмов заключаются в наличии высшей кинематической пары, элементы которой (кулачок и толкатель) теоретически имеют соприкосновение друг с другом в точке или по линии, а фактически — по маленькой площадке. Удельные давления при таком сопряжении звеньев достигают значительной величины. К тому же эти давления периодически меняют свое значение и достигают максимума при каждом повороте кулачка на одном и том же участке профиля. Это вызывает сравнительно быстрый и неравномерный местный износ профиля кулачка, в особенности в быстроходных машинах. Кроме того, замыкающие пружины этих механизмов подвержены случайным отказам.
Надежность кулачковых механизмов можно повысить:
рациональным выбором схемы и таких законов движений толкателей, которые исключают удары и вибрации;
применением для изготовления кулачков износоустойчивых материалов, их термической обработкой, а также увеличением классов точности и чистоты обработки;
установкой компенсирующих кулачков, которые уравновешивают избыточные крутящие моменты и выравнивают нагрузку электродвигателя.
Благодаря успехам в области синтеза многозвенных рычажношарнирных механизмов в последнее время наблюдается тенденция в быстроходных автоматах специального назначения заменять кулачковые механизмы многозвенными шарнирно-рычажными, но для пищевых автоматов кулачковые механизмы надолго еще сохранят свое преобладающее положение.
  • Похожие материалы
    • Тестоделительные машины с поршневым нагнетателем

      Тестоделительные машины с поршневым нагнетателем
      01-10-2013
      Эта группа машин является самой старой и наиболее распространенной. Для этих машин характерно то, что нагнетательный поршень совершает возвратно-поступательное движение,
    • Мешалки для емкостей

      Мешалки для емкостей
      24-04-2013
      В емкостных аппаратах молочной промышленности применяют как быстроходные вращающиеся мешалки (пастеризация и нормализация продуктов), так и тихоходные (созревание сливок
    • Назначение внутриагрегатных коммуникаций минимельниц

      Назначение внутриагрегатных коммуникаций минимельниц
      27-08-2012
      Чтобы увязать в единую производственную линию все оборудование, которое определено расчетом, для этого используют механический и пневматический транспорт, что позволяет
    • Делительно-посадочные автоматы

      Делительно-посадочные автоматы
      01-07-2012
      Разработанные работниками РМК Управления хлебопекарной промышленности Мосгорисполкома и ВЗИППа делительно-посадочные автоматы позволили решить проблему механизации
    • Штамповально-режущие агрегаты для мучных изделий

      Штамповально-режущие агрегаты для мучных изделий
      29-05-2012
      Машины этой группы служат для деления пластичной кондитерской массы на отдельные заготовки определенной конфигурации. Допускаемые отклонения в массе заготовки